نتایج یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که یک گروه صدها هزارتایی از میکروربات‌ها که هر کدام کوچک‌تر از ضخامت موی انسان هستند می‌توانند در بحث تصفیه پساب صنعتی وارد عمل شده و فلزات سنگین و سمی را از این آب‌ها حذف کنند.

میکروربات‌ها آب‌های آلوده را تمیز می‌کنند

به گفته محققان در موسسه سیستم‌های هوشمند مکس پلانک در اشتوتگارت آلمان، موسسه مهندسی زیستی کاتالونیا در بارسلون و موسسه تحقیقات و مطالعات پیشرفته بارسلون این میکروربات‌ها می‌توانند 95 درصد از سرب موجود در آب را در عرض یک ساعت حذف کنند و بارها و بارها مورد استفاده مجدد قرار بگیرند. این ربات‌ها به طور بالقوه راه کارآمد و به صرفه‌ای برای حذف فلزات سنگین ارائه می‌دهند که برتری زیادی نسبت به روش‌های پیشین دارد.

به گفته محققان، این کار یک گام در جهت ارائه سیستم‌های تصفیه هوشمند محسوب می‌شود که به ما کمک می‌کند آلاینده‌های آب را بدون تولید آلودگی اضافی برطرف کنیم.

آلودگی فلزات سنگین در آب یک مشکل عمده ناشی از فعالیت‌های مختلف صنعتی همچون صنایع تولید باتری و الکترونیک تا معدن‌کاوی و آبکاری فلزات محسوب می‌شود. این فعالیت‌ها منجر به تولید فلزاتی همچون سرب، آرسنیک، جیوه، کادمیوم و کروم می‌شود که هرکدام به عنوان یک خطر بالقوه برای موجودات زنده و محیط‌زیست مورد توجه قرار می‌گیرند.

در مطالعه جدید محققان به طور ویژه بر حذف سرب از پساب با استفاده از میکروربات‌های لوله‌ای شکل که سه لایه کاربردی دارند، تمرکز کرده‌اند. لایه خارجی از اکسید گرافن بوده و منجر به جذب سرب از آب می‌شود. لایه وسطی از نیکل است و باعث می‌شود که میکروربات فرومغناطیسی شود و به این ترتیب این امکان را فراهم می‌کند که جهت حرکت میکروربات با یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل شود. لایه داخلی نیز از پلاتینیوم بوده و به میکروربات امکان می‌دهد که خود را درون آب به جلو پیش ببرد. وقتی هیدروژن پراکسید به پساب اضافه می‌شود، پلاتینیوم، هیدروژن پراکسید را در داخل آب تجزیه کرده و حباب‌های بسیار ریز تشکیل می‌دهد. این حباب‌های بسیار ریز از پشت میکروربات خارج می‌شود و به این ترتیب میکروربات را به جلو به پیش می‌راند.

بعد از این که جذب سرب توسط میکروربات‌ها به پایان رسید، می‌توان از یک میدان مغناطیسی برای جمع آوری همه میکروربات‌ها از آب استفاده کرد. میکروربات‌ها سپس در یک محلول اسیدی قرار داده می‌شوند تا یون‌های سرب از آن‌ها جدا شود. سرب به دست آمده می‌تواند بعدا بازیابی شده و مورد استفاده مجدد قرار بگیرد. میکروربات‌ها نیز می‌توانند در پاکسازی‌های بعدی به کار بیایند.

در آینده میکروربات‌ها حتی می‌توانند با استفاده از سیستم‌های خودکاری مدیریت شوند که به طور مغناطیسی آن‌ها را هدایت می‌کنند. با استفاده از این میدان‌ها، میکروربات‌ها گرد هم آمده و قادر خواهند بود وظایف مختلفی را به انجام برسانند.

مقاله مربوط به میکروربات‌های جذب‌کننده سرب در تازه‌ترین شماره از مجله Nano Letters به چاپ رسیده است.

منبع: ایسنا

کانال عصر ایران در تلگرام

تماشاخانه